一个高度灵敏的D形PCF-SPR传感器用于折射率和温度检测

科学领域:

• 光电学是指光电子产品.
• 传感器和传感技术 传感器和传感技术
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 光子晶体纤维 (PCFs) 为先进的传感器开发提供独特的限制光特性.
• 表面等离子共振 (SPR) 是一种敏感的光学现象,用于检测材料折射率的变化.
• 同时检测多个参数,如折射率和温度,对于许多现实应用至关重要.

研究的目的:

• 提出和数量研究一种基于PCF的新型D形SPR传感器.
• 为了实现折射率 (RI) 和温度的双参数传感.
• 为了评估传感器的灵敏度,分辨率和操作范围.

主要方法:

• 使用Comsol Multiphysics 5.5.5进行D形PCF的设计和模拟.
• 使用有限元法 (FEM) 进行数值分析.
• 使用金 (Au) 薄膜用于RI传感和银 (Ag) /多甲基 (PDMS) 复合薄膜用于温度传感.

主要成果:

• 在核心1和核心2中,RI传感的最大波长灵敏度分别为51,200和56,700 nm/RIU.
• 高振幅灵敏度为 -98.9 和 -147.6 RIU^-1,具有很好的光谱分辨率用于RI检测.
• 实现了17.4nm/°C的波长灵敏度,用于在-20至-10°C范围内的核心2的温度传感,分辨率为5.74×10−3°C.

结论:

• 拟议的D形PCF-SPR传感器具有高灵敏度和广泛的检测范围,无论是折射率 (1.33-1.43 RI) 还是温度 (-20-100 °C).
• 传感器的双参数传感能力和出色的性能使其成为化学,医疗和环境监测的有希望的候选者.
• 这项工作有助于光纤传感技术的进步,用于复杂的检测任务.